基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统及方法，该系统由感知层、网络层、数据层、业务层、应用层五个层级组成，其中数据层、业务层、应用层部署在无人机主站系统，应用层包括影像地图模块、线路拓扑图模块、台账管理模块、台区核查模块、巡检照片管理模块五个功能模块，业务层根据应用层的功能模块调用接口进行业务逻辑计算，业务层调用数据层中的数据信息，数据层的数据信息通过网络层的4G/5G网络与感知层进行通信，感知层通过无人机搭载可见光相机和边缘计算模块进行数据采集，本发明专利技术可实现配电线路台账构建、供电半径核查一体化。半径核查一体化。半径核查一体化。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统及方法


[0001]本专利技术涉及配电线路巡检
，特别涉及基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统及方法。

技术介绍

[0002]配电线路结构复杂，环境多样多变，电网电压波动较大，农村电网波动体现更为明显。由于新农村建设，新规划住宅等原因造成负荷中心偏移，使得某些线路的供电范围过广，形成过低的电网电压，而过低的电网电压则有可能导致电网终端设备不能正常工作。因此，需要对电网供电半径进行核查核验，优化网架结构，整改不合规的台区范围，合理进行网架布局和设备选型，改善终端配电网供电能力和供电质量，达到提高电能质量和供电可靠性的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统及方法，以实现配电线路GIS建模、配电线路台账构建、供电半径核查一体化。
[0004]本专利技术采用了下述技术方案：基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，由感知层、网络层、数据层、业务层、应用层五个层级组成，其中数据层、业务层、应用层部署在无人机主站系统，应用层包括影像地图模块、线路拓扑图模块、台账管理模块、台区核查模块、巡检照片管理模块五个功能模块，用户直接访问的是应用层的五个功能模块，业务层根据应用层的功能模块调用接口进行业务逻辑计算，如果涉及数据读写的内容，业务层调用数据层中的数据信息，数据层的数据信息通过网络层的4G/5G网络与感知层进行通信，感知层通过无人机搭载可见光相机和边缘计算模块进行数据采集。/>[0005]进一步优选，所述感知层利用可见光相机对杆塔进行巡检并拍摄巡检照片，基于拍摄的巡检照片，利用无人机搭载的边缘计算模块对巡检照片进行设备识别，识别巡检照片中是否有变压器；若照片中识别出变压器，通过距离挂接关系，将变压器挂接到杆塔上，形成完整的设备台账。
[0006]进一步优选，所述数据层用于存储感知层传输回来的线路杆塔坐标、可见光照片、边缘计算模块识别的设备信息、台区数据以及影像数据。
[0007]进一步优选，所述业务层为业务应用提供处理计算服务，包括台账构建、设备挂接、线路成图展示、台区核查、核查结果反馈服务。
[0008]进一步优选，台账构建是根据数据层提供的数据，进行台账自动构建，将杆塔信息、设备信息、分支线路从属关系进行自动关联挂接，建立数据关系。
[0009]进一步优选，台区核查是基于台账信息、设备信息以及挂接关系，再考虑导线弧垂的情况下，自动计算导线长度，并将计算结果与台区供电能力进行比对，核查台区变压器的最大供电半径是否合格；核查结果反馈是将核查结果反馈给应用界面展示。
[0010]进一步优选，所述影像地图模块支持导入影像数据，并在软件界面解析展现，为配
电线路走向展示提供底图数据支撑；所述线路拓扑图模块通过导入或者实时传输的线路设备台账，在影像地图上呈现配网线路的走向、分支线路的挂接关系等，展示整个台区线路的分布拓扑关系；所述台账管理模块，对感知层采集的线路杆塔数据、设备数据进行统一管理。
[0011]进一步优选，所述台区核查模块基于线路台账数据和设备数据，自动计算核查线路总长度并进行台区变压器是否合格的判定，将结果数据在系统进行展示。
[0012]进一步优选，所述边缘计算模块设有基于EfficientNet与PAN的变压器识别模型，基于EfficientNet与PAN的变压器识别模型由EfficientNet模型和PAN结构构成；使用采集并标注的巡检照片，对基于EfficientNet与PAN的变压器识别模型进行训练，将训练后的基于EfficientNet与PAN的变压器识别模型部署在无人机上的边缘计算模块，实现对变压器的自动识别。
[0013]本专利技术提供一种基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查方法，步骤如下：S1.杆塔坐标采集与配电线路台账构建：控制无人机沿配电线路飞行，采集配电线路的杆塔坐标，并构建配电线路台账，并对杆塔进行照片拍摄，获得巡检照片；S2.变压器识别与挂接：无人机搭载边缘计算模块对巡检照片实时识别，识别出变压器，将识别出变压器的杆塔照片坐标与杆塔坐标，根据距离关系进行挂接，将变压器属性挂接到杆塔上，有助于无人机主站系统进行可视化展示；边缘计算模块采用基于EfficientNet与PAN的变压器识别模型识别变压器；S3.数据传输与校核：无人机通过4G/5G网络将巡检照片和配电线路台账传输至无人机主站系统，在无人机主站系统进行成图展示，显示线路分布走向以及变压器挂机位置等，巡检人员根据成图展示结果对数据进行校核；S4.台区核查模块进行核查：S4.1:根据台区区域类型，以及变压器分支线路电压等级，获取区域类型值及分支电压等级，根据变压器的最大供电半径标准，确定变压器的最大供电半径D；S4.2:依据配电线路走向、变压器所在位置，确定台区范围，根据变压器位置以及分支线路走向长度，自动计算线路最远供电距离，核查变压器供电类型是否合格；S4.3: 依据变压器的最大供电半径以及线路坐标信息，台区核查模块计算、显示并比较变压器的最大供电半径D以及变压器到分支线路最远杆塔的导线距离D
分支
，确定变压器类型是否合格；若变压器的最大供电半径D小于变压器到分支线路最远杆塔的导线距离D
分支
，则判断变压器的最大供电半径D不合格；若变压器的最大供电半径D大于等于变压器到分支线路最远杆塔的导线距离D
分支
，则判断变压器的最大供电半径D合格。
[0014]本专利技术利用无人机采集台区杆塔坐标数据，根据杆塔分布情况，自动完成分支线路挂接、同杆架设线路挂接等，自动完成配电线路台账构建。同时，在无人机前端搭载边缘计算模块，并在边缘计算模块中内置智能识别算法，基于无人机采集的图像自动识别配电变压器，并自动记录变压器的位置坐标，与杆塔坐标进行对比，与距离最近的杆塔进行绑定，自动构建线路、杆塔与变压器的关联关系。依据变压器的所在位置以及配网台账数据，自动计算台区最远供电距离，并对变压器的最大供电半径进行核查，及时发现台区供电能力是否合格，提高配网数据采集效率、配电线路建模效率、供电故障发现效率，有效改善台区供电质量，提升用户用电满意度。
附图说明
[0015]图1为基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统示意图。
[0016]图2为基于EfficientNet与PAN的变压器识别模型示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的技术构思进一步详细阐明。
[0018]参照图1，基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，由感知层、网络层、数据层、业务层、应用层五个层级组成，其中数据层、业务层、应用层部部署在无人机主站系统，应用层包括影像地图模块、线路拓扑图模块、台账管理模块、台区核查模块、巡检照片管理模块五个功能模块，用户直接访问的是应用层的五个功能模块，业务层根据应用层的功能模块调用接口进行业务逻辑计算，如果涉及数据读写的内容，业务层调用数据层中的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，由感知层、网络层、数据层、业务层、应用层五个层级组成，其中数据层、业务层、应用层部署在无人机主站系统，应用层包括影像地图模块、线路拓扑图模块、台账管理模块、台区核查模块、巡检照片管理模块五个功能模块，用户直接访问的是应用层的五个功能模块，业务层根据应用层的功能模块调用接口进行业务逻辑计算，如果涉及数据读写的内容，业务层调用数据层中的数据信息，数据层的数据信息通过网络层的4G/5G网络与感知层进行通信，感知层通过无人机搭载可见光相机和边缘计算模块进行数据采集。2.根据权利要求1所述的基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，所述感知层利用可见光相机对杆塔进行巡检并拍摄巡检照片，基于拍摄的巡检照片，利用无人机搭载的边缘计算模块对巡检照片进行设备识别，识别巡检照片中是否有变压器；若照片中识别出变压器，通过距离挂接关系，将变压器挂接到杆塔上，形成完整的设备台账。3.根据权利要求1所述的基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，所述数据层用于存储感知层传输回来的线路杆塔坐标、可见光照片、边缘计算模块识别的设备信息、台区数据以及影像数据。4.根据权利要求1所述的基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，所述业务层为业务应用提供处理计算服务，包括台账构建、设备挂接、线路成图展示、台区核查、核查结果反馈服务。5.根据权利要求4所述的基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，台账构建是根据数据层提供的数据，进行台账自动构建，将杆塔信息、设备信息、分支线路从属关系进行自动关联挂接，建立数据关系。6.根据权利要求4所述的基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，台区核查是基于台账信息、设备信息以及挂接关系，再考虑导线弧垂的情况下，自动计算导线长度，并将计算结果与台区供电能力进行比对，核查台区变压器的最大供电半径是否合格；核查结果反馈是将核查结果反馈给应用界面展示。7.根据权利要求1所述的基于无人机前端识别的配网台区供电半径核查系统，其特征是，所述影像地图模块支持导入影像数据，并在软件界面解析展现，为配电线路走向展示提供底图数据支撑；所述线路拓扑图模块通过导入或者实时传输的线路设备台账，在影像地图上呈现配网线路的走向、分支线路的挂接关系，展示整个台区线路的分布拓扑关系；所述台账管理模块，对感知层采集的线路杆塔数据、设备数据进行统一管理。8.根据权利要求1所述的基于无人机前端识...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛建波，王文彬，范瑞祥，邓志祥，潘建兵，
申请(专利权)人：国家电网有限公司北京中关村智连安全科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：